管片拼装机是盾构机的重要组成部分,一般采用液压驱动,其动态特性及控制性能直接决定盾构机的施工效率和安全。负载口独立控制是液压领域中一种新型控制技术,其基本原理在于液压控制回路中的进油口和出油口相互独立调节,增加控制自由度,提高系统的控制性能。分析了负载口独立控制双阀芯比例多路阀的结构及工作原理,总结了负载口独立控制系统的工作模式、特点与优势,试验验证了流量压力复合控制功能。测试了负载口独立控制在盾构机管片拼装机中的定位及微动控制性能,试验表明负载口独立控制液压系统满足管片拼装机的平稳和高精度控制施工要求。

盾构施工中,管片拼装机需要先完成一环的拼装,才能往前进行推进。目前管片拼装机工作效率较低,直接影响着掘进速度。为了提高管片拼装机的拼装效率,结合Hermite插值算法提出一种新的拼装轨迹规划方法,通过各动作始末两点进行Hermite插值,构造出五次多项式,通过加速度、功率等约束解出各具体解。选取用时最长的作为时间基准,重新构造其余五次多项式。在降低启动冲击的同时,将管片拼装机的拼装效率提升了近一倍。

根据盾构管片拼装机液压回转系统，建立管片拼装机液压回转系统的AMESim模型，进行不同参数下液压回转系统仿真分析。仿真分析结果表明：管片拼装回转速度与柱塞泵排量、比例阀开口度基本成正比．压力补偿器与比例阀的配合使用能够减小管片负载波动对回转速度稳定性的影响，管片拼装回转系统的调速性能良好，仿真结果能够为管片拼装液压系统的优化及实际操作提供理论依据。

论述了盾构机中管片拼装机的液压传动控制系统的重要性和国外先进的成套技术。结合典型的系统回路，详细介绍了系统的工作特点、关键比例元件及对施工进度的影响。认真研究国外的先进技术产品，合理选择适宜的电液比例控制元件，是提高系统设计质量、完善系统功能、提高系统可靠性的基础。